[논문]팽이 및 수경인삼 분말 및 요구르트 발효에 의한 γ-Aminobutyric acid (GABA)의 전환효율 증진

신평균; 김희정; 유영복; 공원식; 오연이

doi:10.14480/jm.2015.13.4.334

초록
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팽이버섯 내에 존재하는 GAD 효소를 발효를 통해 활성화 시켜 MSG를 GABA로의 전환율을 높이고자 하였다. 효과적인 고농도 GABA를 생산하기 위해 나노분말 팽이버섯에다가 수경재배한 인삼을 첨가하여 야쿠르트발효기에서 발효한 결과 GABA 전환율은 팽이나노인삼분말 발효군(88%) > 팽이분말 발효군(52%) > 팽이나노분말 발효군(44%) 순으로 나타났다. 이러한 결과는 MSG를 기질로 첨가하는 식품에서 활용할 가치가 있으리라 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

${\gamma}$-Aminobutyric acid (GABA) is basically neurotrasmitter produced by the decarboxylation of L-glutamic acid catalyzed by glutamic acid decarboxylase (GAD), which was known to convert monosodium glutamate (MSG) to GABA. To investigate enhancement of reversion rate of GABA, the yogu...

${\gamma}$-Aminobutyric acid (GABA) is basically neurotrasmitter produced by the decarboxylation of L-glutamic acid catalyzed by glutamic acid decarboxylase (GAD), which was known to convert monosodium glutamate (MSG) to GABA. To investigate enhancement of reversion rate of GABA, the yogurt fermentation with addition of nanoparticle winter mushroom and hydroponic ginseng was used. The conversion rate was revealed to nanoparticle winter mushroom and hydroponic ginseng fermenter (88%) > winter mushroom fermenter (52%) > nanoparticle winter mushroom fermenter (44%). The results showed that nanoparticle winter mushroom and hydroponic ginseng supplemented substrates for enhancement of GABA may be used more effectively as one of potential sources of functional foods.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

고농도의 GABA를 함유한 발효요구르트를 제조하기 위해 팽이분말의 입자크기 및 인삼분말 처리에 따른 GABA 생성의 차이를 확인하고자 하였다. 처리구로는 우유 유산균액 100 ml에 팽이분말 10 g, MSG 1 g, pyridoxal 0.
따라서 본 연구에서는 산업적 생산을 위하여 팽이버섯에 내재하고 있는 GAD를 활성화시켜 GABA 함유량을 향상시키기 위해 팽이버섯의 나노분말과 수경재배된 인삼 분말을 기질로 하여 유산균 발효법으로 GABA의 증가뿐만 아니라 전환 효율도 높여 식품소재로서의 가치를 평가하고자 한다.

제안 방법

GABA의 생성을 확인하기 위해 분석시료와 대조군, GABA 및 MSG 1% 표준액을 Merck TLC silica gel 60 F254에 3 µl씩 점적한 후 용매로 분리하여 확인하였다.
따라서 GABA의 생성을 돕기 위해 발효 요구르트에 첨가해 주었다. 또한 팽이 버섯 내 GAD의 활성을 확인하기 위해 음식조리에 많이 이용되는 합성 첨가물인 Momosodium glutamate (MSG)를 인위적으로 처리하여 MSG의 GABA로의 전환을 확인하였다. 팽이버섯 내에 존재하는 GABA 및 발효 요구르트의 GABA 생성을 확인하기 위해 TLC분석을 실시한 결과 Fig.
발효 된 3개의 처리구와 대조군 발효 요구르트를 1 g씩 정밀하게 달아 각 각 증류수 10 ml에 넣어 추출한 다음 원심분리(4oC, 10 min, 13,500 rpm)하여 상등액을 취해 syringe filter (0.45 µm, 25 mm, PVDF membrane)로 여과하였다.
발효요구르트의 GABA를 정량 분석하기 위하여 분석 시료를 AccqTag Reagent를 사용하여 형광 유도체화 시킨 후 HPLC를 이용하여 측정하였다. 사용한 HPLC는 Waters사의 Waters 515 HPLC pump, Waters 717Plus Auto-sampler, Waters Pump Control Module, Waters 2475 Fluorescent detector를 이용하였다.
이 여액을 분석시료로 사용하였다. 실험은 3반복으로 수행되었다.
재료 자체 내의 GABA의 함량을 확인하기 위한 대조군으로서 팽이분말과 인삼분말을 증류수에 넣어 녹여 1%가 되게 조제한 후 syringe filter (0.45 µm, 25 mm, PVDF membrane)로 여과하였다.
처리구로는 우유 유산균액 100 ml에 팽이분말 10 g, MSG 1 g, pyridoxal 0.5 g을 넣고 잘 혼합하여 만든 팽이분말 처리구, 우유 유산균 100 ml에 팽이나노분말[팽이분말을 제트밀 (FluidizedBed Jet Mill, CGS10, NETZSCH/ Germany)를 이용하여 나노 분말로 분쇄하여 평균 직경 10 µm의 분말로 분쇄] 10 g, MSG 1 g, pyridoxal 0.5 g을 넣고 잘 혼합하여 만든 팽이 나노분말 처리구, 우유 유산균 100 ml에 팽이나노분말 5 g, 인삼분말 5 g, MSG 1 g, pyridoxal 0.5 g을 넣고 잘 혼합하여 만든 팽이나노인삼분말 처리구를 제조한 다음 16시간동안 시중판매 발효기((주)앤유씨전자)로 발효하였다.
팽이분말의 입자크기 및 인삼분말 처리에 따른 GABA의 생성을 확인을 위해 HPLC분석을 수행하였다. HPLC 분석 결과 Fig.

대상 데이터

본 실험에 사용된 GABA 발효 요구르트를 제조하기 위해 시중에 판매하는 N사의 요구르트 15개를 50 mL conical tube에 각각 50 ml씩 담아 원심분리(4^oC, 1 hr, 4,000 rpm)하여 가라앉은 pellet을 한 tube에 모아 유산균 농축액을 만든 다음 이 농축액에 우유 1200 ml를 넣어 골고루 섞어 우유 유산균액을 제조하였다.
발효요구르트의 GABA를 정량 분석하기 위하여 분석 시료를 AccqTag Reagent를 사용하여 형광 유도체화 시킨 후 HPLC를 이용하여 측정하였다. 사용한 HPLC는 Waters사의 Waters 515 HPLC pump, Waters 717Plus Auto-sampler, Waters Pump Control Module, Waters 2475 Fluorescent detector를 이용하였다. Column은 AccqTag column(3.

성능/효과

3에 나타냈다. 1%의 MSG처리량에 따른 GABA 생산량을 토대로 전환율을 계산해 본 결과 각 각 팽이분말 발효군이 52.04%, 팽이나노분말 발효군이 44.04% 그리고 팽이나노인삼분말 발효군이 87.46%였다. 이는 TLC분석결과와 동일한게 팽이나노인삼분말 발효군에서의 GABA전환율이 가장 높은 것으로 나타났다.
따라서 GABA 전환율은 팽이나노인삼분말 발효군 > 팽이분말 발효군 > 팽이나노분말 발효군 순으로 나타났다.
(C)). 특히, GABA의 생성을 촉진시키기 위해 따로 인삼을 처리한 처리구에서는 다른 처리구에 비해 현저한 MSG의 GABA로의 전환이 확인되었다(Fig 1.(H)).
또한 팽이 버섯 내 GAD의 활성을 확인하기 위해 음식조리에 많이 이용되는 합성 첨가물인 Momosodium glutamate (MSG)를 인위적으로 처리하여 MSG의 GABA로의 전환을 확인하였다. 팽이버섯 내에 존재하는 GABA 및 발효 요구르트의 GABA 생성을 확인하기 위해 TLC분석을 실시한 결과 Fig. 1과 같이 모든 처리구에서 GABA의 생성을 확인할 수 있었다. 실험 재료로 사용된 팽이 자체 내에서도 약간의 MSG와 GABA가 확인되었다(Fig 1.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	γ-Amionobutyric acid이란 무엇인가?	γ-Amionobutyric acid (GABA)는 glutamic acid decarboxylase (GAD)에 의해 glutamate가 비가역적으로 탈탄산화 되어 생성되는 비단백질 구성 아미노산의 일종으로서(Bao et al., 1995; Schwart, 2000), 가슴이나 척수(추)에 존재하는 억제계의 신경전달물질로서 중추신경에 있어서 중요한 역할을 하는 것 외에도 혈압상승 억제작용이나 정신안정작용이 있는 것으로 알려져 있다(Mody et al.
	γ-Amionobutyric acid는 혈압상승 억제작용이나 정신안정작용 이외에 어떤 효능이 있는가?	, 1995). 이 외에도 이뇨작용, 항우울증작용, 항산화작용 등의 효과와 더불어 성장호르몬의 분비 조절에도 관여하며, 통증 완화 및 뇌졸중 치료의 의약품으로 등록되어 있다(Krogsgaard-Larsen, 1989; Leventhal et al., 2003).
	γ-Amionobutyric acid는 인체에서 어떤 역할을 하며 어떤 작용을 하는가?	γ-Amionobutyric acid (GABA)는 glutamic acid decarboxylase (GAD)에 의해 glutamate가 비가역적으로 탈탄산화 되어 생성되는 비단백질 구성 아미노산의 일종으로서(Bao et al., 1995; Schwart, 2000), 가슴이나 척수(추)에 존재하는 억제계의 신경전달물질로서 중추신경에 있어서 중요한 역할을 하는 것 외에도 혈압상승 억제작용이나 정신안정작용이 있는 것으로 알려져 있다(Mody et al., 1994; Abe et al.

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Jhune CS, Yun HS, Lim HT, Sung GH, Cho JH, Yoo KH, Park KM. 2012. The change of amino acid content in fruit-body of winter mushroom according to the storage period and strains. J Mushroom Sci Product. 10(4):224-235.
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Leventhal AG, Wang YC, Pu ML, Zhou YF, Ma Y. 2003. GABA and its agonists improved visual cortical function in senescent monkeys. Science. 300:812-815.

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Yoon SA. 2011. Development of a value-added Silage through Fermentation of Citrus by-product. M. D. Thesis. Inha University. pp. 19. Incheon. Korea

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팽이 및 수경인삼 분말 및 요구르트 발효에 의한 γ-Aminobutyric acid (GABA)의 전환효율 증진
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